Transformation zur digital vernetzten Wertschöpfung im Werkzeugbau

Kessler, Niklas; Boos, Wolfgang; Schuh, Günther

doi:43517

Transformation zur digital vernetzten Wertschöpfung im Werkzeugbau = Enabling the digital transformation of value creation in toolmaking

Kessler, Niklas^RWTH*

2024

VerantwortlichkeitsangabeNiklas Kessler

Ausgabe1. Auflage

ImpressumAachen : Apprimus Verlag 2024

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen

ReiheErgebnisse aus der Produktionstechnik ; 2024,23

Dissertation, RWTH Aachen University, 2024

Druckausgabe: 2024. - Auch veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University. - Weitere Reihe: Produktionssystematik. - Weitere Reihe: Edition Wissenschaft Apprimus

Genehmigende Fakultät
Fak04

Hauptberichter/Gutachter
Schuh, Günther (Thesis advisor)^RWTH* ; Boos, Wolfgang (Thesis advisor)^RWTH*

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2024-06-17

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2024-08186
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/992445/files/992445.pdf

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
digitale Transformation (frei) ; Werkzeugbau (frei) ; Wertschöpfung (frei) ; digitale Vernetzung (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 620

Kurzfassung
Die deutsche Branche Werkzeugbau verfügt im internationalen Vergleich über einen exzellenten Ruf in Bezug auf Qualität, Komplexität und Präzision der hergestellten Werkzeuge. Als zentraler Befähiger für die Leistungsfähigkeit der industriellen Produktion nimmt der Werkzeugbau eine Schlüsselposition in der industriellen Wertschöpfungskette ein. In der Folge sieht sich der deutsche Werkzeugbau zunehmend mit zentralen Trends und Herausforderungen der produzierenden Industrie konfrontiert. Neben dem demografischen Wandel und der zunehmenden Produktkomplexität kann insbesondere eine quantitative und qualitative Zunahme von Konkurrenzerzeugnissen des globalen Wettbewerbs verzeichnet werden. Das Wettbewerbsumfeld deutscher Werkzeugbaubetriebe wird somit zunehmend kompetitiver. Vor dem Hintergrund deutlich geringerer Faktorkosten des globalen Wettbewerbs ist eine alleinige Differenzierung über die Höherwertigkeit der Erzeugnisse in Zukunft nicht mehr ausreichend. Eine erfolgreiche Differenzierung kann für den deutschen Werkzeugbau zukünftig ausschließlich über eine Höherwertigkeit des gesamten Leistungserstellungsprozesses erfolgen. Da inzwischen ein Großteil der deutschen Werkzeugbaubetriebe ihre Industrialisierung erfolgreich gemeistert hat, erfordert die Realisierung eines überlegenen Leistungserstellungsprozesses das Erreichen der nächsten Entwicklungsstufe. Diese Entwicklungsstufe kann als digital vernetzter Werkzeugbau bezeichnet werden. Durch digitale Vernetzung von Ressourcen und Prozessen, aber auch Diensten und Menschen, wird der digital vernetzte Werkzeugbau zur echtzeitfähigen, dynamischen und autonomen Optimierung seiner Wertschöpfung befähigt. Um diesen Zielzustand zu erreichen, muss zunächst jedoch der Wandlungsprozess im Rahmen der digitalen Transformation erfolgreich gestaltet werden. Vor dem Hintergrund ihrer charakteristischen Rahmenbedingungen mangelt es insbesondere Werkzeugbaubetrieben an einer strukturierten und systematischen Vorgehensweise zur Gestaltung ihrer Transformation. Bezugnehmend auf die beschriebene Problemstellung ist die übergeordnete Zielsetzung der vorliegenden Arbeit die Entwicklung eines Lösungsansatzes, anhand dessen Werkzeugbaubetriebe ihre digitale Transformation systematisch gestalten und ihre Wertschöpfung bedarfsgerecht digital vernetzen können. Im Rahmen der konzipierten Methodik erfolgt hierzu initial eine wertschöpfungsseitige Analyse in Bezug auf Leistungsfähigkeit und digitalen Reifegrad sowie eine Identifikation von digitalen Potenzialen und Handlungsfeldern. In einer weiteren Phase werden potenzielle digitale Erfolgspotenziale unter Berücksichtigung strategischer Bewertungskriterien abgeleitet und ausgestaltet. Diese bilden schließlich die Grundlage für die Synthese von digitalen Funktionsprogrammen, welche zur Systematisierung einer zielgerichteten Transformation dienen. Die Validierung der entwickelten Methodik erfolgt anhand von zwei Fallbeispielen mit der Hirschvogel Umformtechnik GmbH und der WBA Aachener Werkzeugbau Akademie GmbH. Der wissenschaftliche Beitrag dieser Arbeit besteht in der ganzheitlichen Entwicklung eines Lösungsansatzes für Werkzeugbaubetriebe, um die bedarfsgerechte Gestaltung ihrer wertschöpfungsseitigen digitalen Transformation zu befähigen und so die Wettbewerbsfähigkeit der Branche langfristig und nachhaltig zu sichern.

Internationally, the German toolmaking industry is distinguished for the superior quality, complexity, and precision of manufactured tools. Serving as a fundamental driver for industrial production performance, toolmaking is strategically integral to the industrial value chain. As a result, German toolmaking faces central trends and challenges of the manufacturing industry. In addition to demographic change and increasing product complexity, there is a particular increase in both the quantity and quality of competitive products from global competition. Thus, the market environment for German toolmaking companies is becoming increasingly competitive. Against the backdrop of significantly lower factor costs in global competition, differentiation based solely on the higher value of products will no longer be sufficient. In the future, successful differentiation for German toolmaking can only be achieved through establishing superior value creation. As most German toolmaking companies have now successfully mastered their industrialization, the realization of a superior value creation process requires reaching the next stage of development. This stage is characterized as digitally networked toolmaking. The digital interconnection of resources and processes, as well as services and personnel, empowers digitally networked toolmaking to achieve real-time, dynamic, and autonomous optimization of its value creation. To reach this desired state, the transformation process within the digital transformation must first be effectively orchestrated. Given their unique operating conditions, toolmaking companies particularly lack a structured and systematic approach to managing their transformation. Addressing this challenge, the primary goal of this thesis is to develop a solution approach that enables toolmaking companies to systematically orchestrate their digital transformation and digitally interconnect their value creation in alignment with individual needs. The methodology begins with an analysis of value creation in terms of performance capability and digital maturity, identifying digital potentials and fields of action. Subsequently, potential digital success factors are derived and refined, taking strategic evaluation criteria into account. These factors lay the foundation for the synthesis of digital function programs designed to systematize a targeted transformation. The validation of the developed methodology is conducted through two case studies involving Hirschvogel Umformtechnik GmbH and the WBA Tooling Academy Aachen. The scientific contribution of this thesis is the holistic development of a solution that enables toolmaking companies to tailor their digital transformation in value creation, securing the industry's long-term and sustainable competitiveness.

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